JPH05264205A - 磁気センサおよび磁気変位検出装置 - Google Patents

磁気センサおよび磁気変位検出装置

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JPH05264205A
JPH05264205A JP9475792A JP9475792A JPH05264205A JP H05264205 A JPH05264205 A JP H05264205A JP 9475792 A JP9475792 A JP 9475792A JP 9475792 A JP9475792 A JP 9475792A JP H05264205 A JPH05264205 A JP H05264205A
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JP
Japan
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magnetic
magnet
pole
sensor
scale
Prior art date
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Pending
Application number
JP9475792A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinobu Motokura
義信 本蔵
Aki Watarai
亜起 度會
Hitoshi Aoyama
均 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Steel Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH05264205A publication Critical patent/JPH05264205A/ja
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁束密度の変化を増幅し、高感度および高精
度の測定を可能にするとともに、ギャップが大きい場合
や油圧機器内での測定を可能にすること。 【構成】 磁気目盛21の長手方向に一定の距離だけ離
して2個の棒状磁石11、12を極性を互いに逆にして
並置するとともに、棒状磁石11、12の上端間にヨー
ク13を配設した閉磁路構造の磁石1と、磁石1の一方
の極Sの下部に近接して配置され一方の極の端面の面積
より小さな断面積を有し、磁石1による閉磁路に発生す
る磁束密度の変化を検出するセンサ3とから成る磁気セ
ンサ。相対的に移動し得る一対の部材4、5と、一方の
部材4に形成された磁気目盛41により構成される磁気
スケール42と、他方の部材5に配置された上記構造の
磁気センサ7とから成る磁気変位検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、変位量や変位速度等の
磁気的測定に用いられる磁気センサおよび磁気変位検出
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気センサは、図7に示すよう
に、磁気目盛Mに対して直角に配設した角柱の棒磁石B
と、棒磁石Bの下端のS極の近傍に配設したS極の面積
より小さなセンサHとから成り、磁気目盛の相対的移動
に伴う磁束密度の変化を検出して、変位を検出するもの
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気センサ
は、磁石Bが棒磁石でオープン型であるためセンサHに
より検出できる磁束密度が小さいので、センサHと磁気
目盛Mとのギャップが大きくなると読み取りが困難にな
り、そのため油圧機器の内部に組込んで測定することが
難しいという問題があった。
【0004】本発明者らは、上記従来の有していた問題
点を解決するため、磁石を閉磁路構造にするという技術
思想に着眼し、研究開発を重ねた結果、磁束密度の変化
を増幅し、ギャップが大きい場合や油圧機器内での測定
を可能にする本発明に到達した。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1に記載
の第1発明)の磁気センサは、磁気的性質の異なる帯状
の磁気的変位部を規則的に配列した磁気目盛の長手方向
に一定の距離だけ離して閉磁路構造の対向端を構成する
N極とS極を配設した磁石と、磁石の一方の極の下部に
近接して配設され一方の極の面積より小さな断面積を有
し、磁石により構成される閉磁路に発生する磁束密度の
変化を検出するセンサとから成るものである。
【0006】本発明(請求項2に記載の第2発明)の磁
気センサは、第1発明において、前記磁石が、前記磁気
目盛の長手方向に一定の距離だけ離して2個の棒状磁石
を極性を互いに逆にして並置するとともに、棒状磁石の
上端間にヨークを配設することにより閉磁路構造を構成
するものである。
【0007】本発明(請求項3に記載の第3発明)の磁
気変位検出装置は、相対的に移動し得る一対の部材と、
前記一対の部材の一方の部材に磁気的性質の異なる帯状
の磁気的変位部を規則的に配列した磁気目盛を形成した
磁気スケールと、前記一対の部材の他方の部材に前記磁
気スケールの磁気目盛の長手方向に一定の距離だけ離し
て配設され閉磁路構造の対向端を構成するN極とS極を
配設した磁石と、前記他方の部材に前記磁石の一方の極
の下部に近接して配設され一方の極の面積より小さな断
面積を有し、前記一対の部材の相対動に応じて磁束密度
の変化を検出する磁気センサとから成るものである。
【0008】
【作用】上記構成より成る第1発明の磁気センサは、前
記磁石が閉磁路構造であり対向するN極およびS極の距
離が短いため、磁石のN極からでた磁束は集束してS極
に入るので、一方の極の下部に近接して配置したセンサ
により磁束密度の大きな変化を検出するものである。
【0009】上記構成より成る第2発明の磁気センサ
は、2個の棒磁石の極性を逆にして並置するとともに上
端間をヨークで接続することにより、閉磁路構造を構成
するものであるため、対向するN極およびS極の距離が
短いので、磁石のN極から出来た磁束は集束してS極に
入るため、一方の極の下部に近接して配置したセンサに
より磁束密度の大きな変化を検出するものである。
【0010】上記構成より成る第3発明の磁気変位検出
装置は、前記磁石が閉磁路構造であり対向するN極およ
びS極の距離が短いため、磁石のN極から出た磁束は集
束してS極に入るので、一方の極の下部に近接して配置
したセンサにより、前記一対の部材および磁気スケール
の相対動に応じて磁束密度の変化を検出するものであ
る。
【0011】
【発明の効果】上記作用を奏する第1発明の磁気センサ
は、従来の磁気センサに比べ磁束密度の大きな変化を検
出するものであるため、高感度な検出を可能とし、ギャ
ップが大きい場合や油圧機器内での測定を可能にすると
いう効果を奏する。
【0012】上記作用を奏する第2発明の磁気センサ
は、従来の磁気センサに比べ2個分の磁石によりしかも
N極およびS極の距離が短いため、一層磁束密度の大き
な変化を検出するものであるため、より高感度な検出を
可能とし、ギャップが大きい場合や油圧機器内での測定
を可能にするという効果を奏する。
【0013】上記作用を奏する第3発明の磁気変位検出
装置は、従来装置に比べ磁束密度の大きな変化を検出す
るものであるため、高感度な検出を可能とするので、セ
ンサと磁気スケールおよび磁気目盛とのギャップが大き
い場合や、一対の部材が油圧機器内の油中に配置されて
も測定を可能にするという効果を奏する。
【0014】
【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。
【0015】(第1実施例)第1実施例の磁気センサ
は、図1に示すように磁気スケール2を構成する磁性材
より成る帯状の平板に幅方向に等間隔に形成された非磁
性の磁気目盛21に対向して、その長手方向に一定の距
離だけ離して2個の矩形の棒磁石11、12を極性を互
いに逆にして配設し、各上端にヨーク13を配設して閉
磁路構造の磁石手段1を配設するとともに、図1中右側
の棒磁石12のS極端面の下部に配設した部材内にS極
端面の面積より充分小さなホール素子より成るセンサ3
を配設するもので、この磁石手段1およびセンサ3と磁
気スケール2との相対的変位を磁石手段1および磁気ス
ケール2に発生する磁束の密度変化により検出するもの
である。
【0016】上記構成および作用を奏する第1実施例の
磁気センサは、一方の棒磁石11からヨーク13を介し
て他方の棒磁石12への閉磁路が構成されるので、従来
のセンサに比べ磁束が集束されるので棒磁石12の下方
に配置したセンサ3により図2に示すように2倍以上有
効に磁束密度の変化を検出するため、センサ3と磁気ス
ケール2とのギャップが大きい場合や油圧機器内におけ
る測定を可能にするという効果を奏する。
【0017】(第2実施例)第2実施例は、第2発明お
よび第3発明の実施例に相当するもので、磁気センサお
よびこの磁気センサを利用した油圧機器内における磁気
変位検出装置(以下単に磁気変位検出装置と言う)に関
するものである。
【0018】(第2実施例の構成)第2実施例の磁気変
位検出装置は、図3および図4に示すように磁気スケー
ルを形成した軸方向に移動可能な中空円筒体4と、中空
円筒体4内に同軸的に固定されたロッド5と、ロッド5
の先端に配設され中空円筒体4に介挿されたピストン6
と、ピストン6の外周壁に配設された磁気センサ7とか
ら成る。
【0019】中空円筒体4は、移動する部材(図示せ
ず)に係止された非磁性鋼より成り、その内周壁に等間
隔に磁性化されたベルト状の磁気目盛41が形成され、
磁気スケール42を構成し、内部にオイルが充填されて
いる。
【0020】ロッド5は、固定されている部材(図示せ
ず)に係止された棒状部材50で、内部に後述する磁気
センサ7のリード線が配設されている。
【0021】ピストン6は、ロッド5の先端に形成され
たピストン本体60で構成され、オイルの通過量を制御
する絞り(図示せず)および磁気センサ7を配設する凹
部61が形成されている。
【0022】磁気センサ7は、オイルに直接接触しない
ようにピストン6の外周壁から若干内方の凹部61内に
部材により全体を包囲して配設されており、図4に示す
ように2個の矩形の棒磁石71、72を極性を互いに逆
にして一定の距離だけ離して平行に配設し、左端にヨー
ク73を配設して閉磁路構造の磁石手段70を構成し、
上側の棒磁石72のS極端面の右方にS極端面の面積よ
り充分小さなホール素子で構成されたセンサ74が配設
されている。
【0023】上記磁気スケール42を構成する中空円筒
体4は、SUS304の非磁性の帯鋼に炭酸ガスレーザ
溶接機により、アルゴン95%酸素5%のアシストガス
を毎分35リットル供給する中で、鉄を供給してレーザ
照射して鉄がリッチで磁性の高い磁気目盛22Mを構成
する2mmの改質部および2mmの非改質部を等間隔に形成
する。
【0024】レーザ改質部が形成された帯鋼を光輝焼鈍
炉(図示せず)内で600℃で24時間徐冷しレーザ改
質部の改質ビード部を軟化研削する。ビード研削された
帯鋼は、圧延機に3回通して例えば1.6mmの厚さに調
整して、上述と同様に軟化焼鈍する。
【0025】焼鈍された圧延帯鋼は、電縫管製造機によ
り曲げられ管状とされ両端を電気的に溶着して造管し、
外径38.1mm内径34.9mmのパイプに成形し、TI
G溶接機により溶着部を溶接する。
【0026】溶接されたパイプが、光輝焼鈍炉内で55
0℃で2時間徐冷され溶接部の歪を取った後、さらにパ
イプ引抜機により、樹脂による前処理を行い油潤滑をし
て引き抜かれた後、上述と同様に軟化焼鈍される。
【0027】軟化焼鈍された引抜きパイプは、さらにパ
イプ引抜機(図示せず)により同様にして最終的に外径
34.6mm、内径32.0mmに引き抜かれ、光輝焼鈍炉
において1050℃で2時間保持した後100℃まで徐
冷し、再び600℃で24時間焼鈍して、2mmピッチの
磁気目盛41が形成された上記磁気スケール42を内周
壁に形成した中空円筒体4が製造される。
【0028】(第2実施例の作用)上記構成より成る第
2実施例の磁気変位検出装置は、移動部材が移動して磁
気スケール42を形成した中空円筒体4が軸方向に上下
動すると、ピストン6の外周に配設した磁気センサ7と
の相対的位置関係が変化するが、磁石手段70が閉磁路
構造のため図1に示すような閉磁路が構成され、図2に
示すように従来に比べ大きな磁束変化として磁気センサ
7のホール素子74により検出して、リード線により取
り出すものである。
【0029】(第2実施例の効果)上記作用を奏する第
2実施例の磁気変位検出装置は、中空円筒体4の移動お
よび変位をホール素子74により大きな磁束変化として
高感度で検出するので、高分解能で高精度な検出を可能
にするという効果を奏する。
【0030】また、第2実施例装置は、高感度な検出を
可能にするので、本実施例のようなセンサと磁気スケー
ル42とのギャップが大きく且つオイルが充填されてい
る場での測定を可能にするという効果を奏する。すなわ
ち、センサ部とスケール部とのギャップを大きくとるこ
とができるとともに、ロッド5を車体に係止して、中空
円筒体4を車軸に係止してアブソーバ内に配置する自動
車用のショックアブソーバ内での使用を可能にするもの
である。
【0031】(第3実施例)第3実施例の磁気センサ
は、図5に示すように第1実施例の磁気センサのヨーク
13の代わりにもう1つの棒磁石14を配設するもの
で、棒磁石14を追設する分だけコスト高にはなるが、
磁束密度が増えるのでそれだけ高感度な測定を可能にす
るという作用効果を奏する。
【0032】(第4実施例)第4実施例の磁気センサ
は、図6に示すように第3実施例の3個の棒磁石11、
12、14を1個のコの字状又はU字状の磁石15に変
更するもので、各磁石間のギャップが無いので効率が向
上し、より一層高感度な測定を可能にするという作用効
果を奏する。
【0033】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲の記載から当業者が認識する技術思
想に反しない限り変更および付加が可能である。
【0034】上述の第2実施例では、オイルが充填され
るのでセンサを包囲したが、空気の場合は、露出しても
良く、外周部に形成しても良い。
【0035】上述の第2実施例では、磁気スケールの改
質部と非改質部を同じ幅にしたが異なる幅にすることも
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の磁気センサを示す斜視図
である。
【図2】第1実施例の磁気センサと従来のセンサの磁束
密度の比較を示す線図である。
【図3】第2実施例の磁気変位検出装置を示す縦断面図
である。
【図4】第2実施例の磁気変位検出装置の図3における
A−A線に沿う横断面図である。
【図5】第3実施例の磁気センサを示す斜視図である。
【図6】第4実施例の磁気センサを示す斜視図である。
【図7】従来の磁気センサを示す斜視図である。
【符号の説明】
1、70 磁石手段 2、42 磁気スケール 3 センサ 4 中空円筒体 5 ロッド 6 ピストン 7 磁気センサ 21、41 磁気目盛

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気的性質の異なる帯状の磁気的変位部
    を規則的に配列した磁気目盛の長手方向に一定の距離だ
    け離して閉磁路構造の対向端を構成するN極とS極を配
    設した磁石と、 磁石の一方の極の下部に近接して配設され一方の極の面
    積より小さな断面積を有し、磁石により構成される閉磁
    路に発生する磁束密度の変化を検出するセンサとから成
    ることを特徴とする磁気センサ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記磁石が、前記磁気目盛の長手方向に一定の距離だけ
    離して2個の棒状磁石を極性を互いに逆にして並置する
    とともに、棒状磁石の上端間にヨークを配設することに
    より閉磁路構造を構成することを特徴とする磁気セン
    サ。
  3. 【請求項3】 相対的に移動し得る一対の部材と、 前記一対の部材の一方の部材に磁気的性質の異なる帯状
    の磁気的変位部を規則的に配列した磁気目盛を形成した
    磁気スケールと、 前記一対の部材の他方の部材に前記磁気スケールの磁気
    目盛の長手方向に一定の距離だけ離して配設され閉磁路
    構造の対向端を構成するN極とS極を配設した磁石と、 前記他方の部材に前記磁石の一方の極の下部に近接して
    配設され一方の極の面積より小さな断面積を有し、前記
    一対の部材の相対動に応じて磁束密度の変化を検出する
    磁気センサとから成ることを特徴とする磁気変位検出装
    置。
JP9475792A 1992-03-20 1992-03-20 磁気センサおよび磁気変位検出装置 Pending JPH05264205A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107339287A (zh) * 2017-07-27 2017-11-10 哈尔滨工业大学 一种用于测量水下压力补偿器活塞行程的装置及方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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